cerebro

Consciencia y cerebro, investigación de entropías cerebrales)

Cada vez es mayor el consenso sobre la concepción del cerebro como una gran red de áreas cerebrales coordinadas. Por eso, en los últimos años ha empezado a estudiarse a través de la mecánica estadística; rama de la física que teoriza, a partir de probabilidades, sobre el comportamiento de los elementos de las redes complejas y de sus interacciones.

El uso de la teoría de grafos para el estudio del cerebro es un ejemplo de esto. En matemáticas y ciencias de la computación, un grafo es un conjunto de objetos que conforman un nodo dentro de una red mayor de nodos. Así que, con la teoría de grafos, se pueden analizar los nodos (en el cerebro, formados por conjuntos de neuronas) y sus interrelaciones en la compleja red de nodos o conjuntos neuronales del cerebro.

Este tipo de análisis ha revelado ya datos interesantes sobre el comportamiento del cerebro consciente. Por ejemplo, un estudio de 2015 realizado por investigadores de la Universidad de Vanderbilt, en EEUU, con 24 miembros de su comunidad universitaria y con una técnica de registro de imágenes de la actividad cerebral (fMRI), constató que darse cuenta de algo (en el estudio, de la aparición de un disco que se mostraba a los participantes en una pantalla) hace que el cerebro entero se vuelva más conectado.

Así, aunque es cierto que nuestro cerebro está formado por “módulos” de redes neuronales que se dedican a tareas específicas, la consciencia parece romper esa modularidad. Como explicaron entonces los científicos: “Sabemos que hay numerosas redes cerebrales que controlan funciones cognitivas diversas”, sin embargo, “(…) la conciencia parece romper esta modularidad de las redes, ya que hemos observado un incremento amplio en la conectividad funcional de todas ellas durante la consciencia”.

Entropía cerebral

En 2017, otro equipo de científicos de Canadá y Francia utilizó también la mecánica estadística, en este caso para estudiar la sincronización entre redes de neuronas, es decir, cómo la actividad eléctrica de un conjunto de neuronas puede oscilar en fase con otros conjuntos de neuronas. En este estudio solo fueron analizadas nueve personas (algunas epilépticas, otras sanas).

Los resultados apuntaron a que lo que se maximiza durante la consciencia no es la conectividad cerebral en sí, sino la cantidad de formas diferentes en que se puede lograr un cierto grado de conectividad. Asimismo, se halló que los estados normales de vigilia están asociados con unos valores máximos de lo que los científicos han denominado la “entropía del cerebro”.

En general, la entropía es un concepto usado en termodinámica para medir el grado de organización de un sistema o, a la inversa, su grado de distribución aleatoria. El hecho de que la entropía del cerebro sea mayor cuando somos conscientes, implicaría que la consciencia surge cuando entre las redes cerebrales se activa la mayor cantidad posible de configuraciones (microestados) de interacciones. De esta manera, el cerebro maximizaría el procesamiento de la información y sería capaz de modelar mejor nuestra percepción del mundo.

Fuente original en Tendencias 21

 

Las nuevas tecnologías cambian nuestro cerebro

No sólo se llevan en los genes aspectos físicos como el color del pelo, de los ojos o de la piel . También nuestra forma de ser, incluso, nuestras ideas están condicionadas por la genética. Pero hay escapatoria: el camino de la libertad está en la educación y el conocimiento de nuestro cerebro. Esta es la tesis que defiende el nuevo libro del neurocientífico David Bueno i Torrens, Cerebroflexia (Plataforma Editorial).

Utilizando el símil de la papiroflexia –el arte de hacer figuras tridimensionales en una hoja de papel-, este profesor e investigador de Genética de la Universidad de Barcelona (UB) explica cómo la biología y el ambiente en el que vivimos cambian nuestro cerebro. Con más de diez libros de divulgación y sesenta artículos científicos especializados publicados, en este nuevo trabajo Bueno asegura que, si nos lo proponemos, podemos modular nuestro órgano rector y también el de nuestros hijos.

¿Las nuevas tecnologías están modificando el cerebro humano?

Sí, lo están cambiando. Los nativos digitales tienen menos conexiones en la zona de gestión de la memoria del cerebro porque parte de esta función la han externalizado hacia los aparatos digitales: ya nadie recuerda el número de teléfono de sus amigos.

¿Qué otros cambios se han detectado en esta nueva generación de humanos?

Estas personas tienen una mayor robustez de conexiones en las zonas de integración del cerebro, lo que permite incorporar muchos datos diferentes en un mismo trabajo. Mientras antes ibas a buscar un libro o dos a la biblioteca, ahora las nuevas tecnologías nos permiten tener veinte páginas abiertas en el ordenador o tableta e ir tomando ideas de todas ellas.

Imagen de un cerebro 

Estos cambios forman parte de la cerebroflexia, ¿qué significa este término?

Imaginemos que cogemos una hoja de papel al azar de una bolsa donde hay otras de diversos tamaños, formas y calidades. Este sería nuestro sustrato genético ineludible -heredado de nuestros padres, un 50% de cada progenitor- que determina qué potencialidades puede tener nuestro cerebro, pero no cuál va a ser el resultado final.

Entonces, ¿qué acaba determinando nuestra manera de ser?

El cerebro se va formando en interacción con el medio ambiente. Un cerebro estimulado -y no sobreestimulado- tendrá más conexiones que el de otra persona que no haya recibido tantos estímulos cuando era niña y adolescente, y sacará más provecho de sus conocimientos, habilidades, actitudes y aptitudes.

¿Estamos sólo al inicio de descubrir qué hay detrás de nuestro órgano rector?

Empezamos a tener buenas ideas sobre aspectos generales de su funcionamiento, pero todavía nos queda mucho camino por recorrer para entender bien cómo funciona.

Uno de los aspectos que da placer al cerebro es la sociedad

David Bueno

Doctor en Biología y profesor e investigador de Genética de la UB

¿Por qué es mentira que sólo usamos el 10% de su capacidad?

Cuando al analizar el cerebro por primera vez con técnicas que permitían teñir las neuronas, se vio que estas ocupan una parte muy pequeña del cerebro –el 10%-, por eso se dijo que había una gran parte que no usamos. Pero el resto del cerebro tiene otras funciones distintas a la transmisión de impulsos nerviosos.

¿Y qué ocurre con el 90% restante?

Hay una serie de células –las de la glía- que alimentan a las neuronas, detoxifican el cerebro, tienen funciones de sistema inmunitario y también construyen unas cubiertas protectoras de los axones de las neuronas –mielina-, que son las prolongaciones que hacen las neuronas para conectarse a distancias muy largas dentro del cerebro.

Por ejemplo, la corteza cerebral tiene muchas más células de la glía que neuronas.

Porque necesita su protección. De hecho, es la zona más activa del cerebro y la que más ha crecido durante la línea evolutiva de los primates. En ella se gestionan las funciones más elaboradas, como la empatía, el lenguaje, el raciocinio, la toma de decisiones y el control ejecutivo.

Más información en el enlace original. Fuente: La Vanguardia

Cómo funciona el cerebro a la hora de cooperar

Basta tener que realizar un trabajo en equipo para percatarse de que todos no colaboramos de la misma forma. Los hay mucho más participativos y también a los que les cuesta arrimar el hombro. Y eso ocurre en todos los ámbitos de la vida, desde el familiar al laboral, pasando por la pareja. Sin embargo, los humanos, en general, cooperamos y, de hecho, esa conducta se considera una de las piedras angulares de la sociedad humana.

Existen numerosos estudios de la psicología social y también la neurociencia que han investigado por qué colaboramos unos con otros para realizar una acción y también qué hace que algunas personas sean más cooperativas que otras. Sin embargo, la mayoría de estos estudios eran meramente descriptivos.

 Ahora un equipo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford publica en Scientific Reports un trabajo en el que miden, por primera vez, la actividad cerebral de más de 200 personas mientras realizan una tarea de cooperación. Y han observado que hombres y mujeres tenemos formas distintas de enfrentarnos a esta conducta.

“No se trata de que hombres o mujeres sean mejores unos que otros a la hora de cooperar o que no puedan colaborar entre ellos, sino que existen diferencias en cómo lo hacen”, asegura Allan Reiss, profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento de la Universidad de Stanford en una nota de prensa.

Los investigadores realizaron un experimento en el colocaron en parejas a 222 personas, bien del mismo sexo o mixtas. Sentados uno frente del otro, con un ordenador, cada pareja de participantes debía presionar un botón cuando un círculo en la pantalla cambiara del color. El objetivo final de esta sencilla prueba era intentar sincronizar esa acción pero sin mediar palabra. Cuanto más simultaneidad al realizarla, mejor.

Una cosa novedosa del estudio es que los investigadores de Stanford usaron una técnica llamada hiperescáner que permite registrar de forma simultánea la actividad cerebral de dos personas mientras interactúan. Y en lugar de usar una resonancia magnética funcional, como los estudios previos, optaron por espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS).

La primera técnica obliga a que la persona se sitúe dentro del túnel del escáner, inmóvil, para poder registrar su actividad cerebral, de manera que solo se le puede pedir que piense o se imagine situaciones que requieran cooperación. En cambio, el NIRS permite colocar sensores en la cabeza del individuo que registran su función cerebral mientras éste interactúa sentado de forma natural. Esta técnica permitió a los investigadores monitorizar en tiempo real qué zonas del cerebro se activaban.

De media, las parejas formadas por dos hombres consiguieron sincronizar sus acciones de forma más eficiente que las formadas por dos mujeres y los neurocientíficos observaron que la actividad cerebral de ambos componentes de la pareja era similar. Ahora bien, también vieron que aunque las parejas mixtas realizaban la tarea igual de eficientemente que las parejas formadas por dos hombres, las áreas del cerebro que se activaban durante el ejercicio en hombres y mujeres eran distintas.

“Eso simplemente demuestra que el cerebro coopera de forma distinta”, señala el psicobiólogo Ignacio Morgado, al frente del Instituto de neurociencias de la Universitat Autònoma de Barcelona. “El estudio se basa en una tarea muy simple; seguramente si se hicieran otras, el resultado sería distinto. Lo mismo ocurría si miraran otras partes del cerebro distintas. Hay que tomar este estudio simplemente como un primer paso para seguir explorando la actividad del cerebro”, considera.

Fuente: La Vanguardia

 

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